電子設計競賽與生物醫學工程專業學生創新能力的培養

王春雷 韓玲娜

長治醫學院 山西長治 046000

電子設計競賽與生物醫學工程專業學生創新能力的培養

王春雷 韓玲娜

長治醫學院 山西長治 046000

組織生物醫學工程專業的大學生參加電子設計競賽活動，是一種新型的教學模式，對生物醫學工程專業人才的培養和全面培養學生素質起到促進作用。在參加競賽的過程中，不僅培養生物醫學工程專業學生的實踐創新能力，而且也培養學生團隊合作的精神和勇于克服困難的精神，同時也促進生物醫學工程專業教師教學實踐能力的提高。

生物醫學工程；電子設計競賽；創新能力

全國大學生電子設計競賽是教育部高等教育司和信息產業部人事司共同舉辦的大型學科競賽之一。電子設計競賽為學生科研創新活動提供了良好的平臺，促進了學生實踐創新能力的培養。

培養大學生的創新能力、動手能力和協作精神，加強科研和大學生創新能力的培養是社會發展的需求，更是當前高等教育的主要目標。鼓勵大學生參加競賽活動是實現這一目標的途徑之一。全國大學生電子設計競賽其目的在于引導高校樹立“注重學生動手能力和創新能力培養”的理念，大力推進創新教育的實施，深化教學改革，激發學生的自主參與性，使學生的創新能力和實踐應用能力得到有效培養，為優秀人才的脫穎而出創造條件。競賽試題反映電子技術的先進水平，強調創新設計新思想，引導大學生關注科技發展，培養其創新思想。

長治醫學院生物醫學工程系從2009年開始組織學生參加電子設計競賽，取得了不錯的成績。筆者根據參賽的實際情況，培訓參加競賽學生的工作經驗，提出了競賽過程中的問題，探討了電子設計競賽對教學工作的促進作用，并討論了在電子設計競賽中培養學生創新能力的一些具體措施方法的可行性。

1 競賽的顯著效果和存在的問題

全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生學科競賽之一，是面向大學生的群眾性科技活動，以“政府主辦、專家主導、學生主體、社會參與”的組織運行模式蓬勃發展。在全國四大學科競賽活動中，因其舉辦時間長、規模大、參賽人數多、極高的權威性和影響力，已成為高校考核大學生創新實踐能力的一個重要標尺，得到了高等教育界和社會的廣泛認可。競賽內容既有理論設計，又有實際制作，全面檢驗和加強參賽學生的理論基礎和實踐創新能力。全國大學生電子設計競賽自1994年舉辦第一屆以來，已經成功舉辦了九屆，每兩年舉辦一次。2009年本專業代表長治醫學院第一次參加了電子設計競賽，我系學生獲得省級一等獎一項、二等獎五項、三等獎六項。不僅給本院、本系帶來榮譽，更重要的是給我們提供了一個培養創新、協作和鉆研精神的平臺，是大學生展現自己、積累經驗的舞臺。這次競賽給教學工作帶來了很大的幫助，以課堂教學改革為切入點和突破口，切實提高了人才培養質量，推進了整體教學改革。

首次參加競賽，從準備到比賽結束暴露出很多問題。由于學院是第一次參賽，又是醫學院校，學院中大多數的實驗室設備都是醫學設備。導致工科實驗室建設條件準備不足，缺乏電子創新實驗室設備。在了解和學習往屆電子設計競賽題目和參賽作品后，發現本系實驗室元器件、實驗儀器等硬件只能滿足個別題目的設計，還不能滿足競賽中所有題目需要的實驗設備條件。此問題得到學院領導的重視，規劃建立一個開放性電子創新設計實驗室，并且在競賽前分批采購了競賽急需的一些實驗儀器。創新性實驗室的建成可以給學生和教師提供設計電子電路所需的硬件資源，也可以作為全國大學生電子競賽的場地。在參賽學生的選拔培訓、資料準備、活動場地及經費等方面都需要多部門協調解決，經過溝通與協調，問題得到了解決。

2 競賽對教學改革的促進作用

電子設計競賽無疑為本系教學改革注入一劑“強心針”，使得教學工作不斷完善提高的同時，也能夠擴大學校、院系的影響力。但是通過電子設計競賽培養學生的創新能力，提高人才培養的質量，更是我們教育工作者的初衷。在培訓和競賽過程中，我們學習和研究了歷屆電子設計競賽的題目，選題都具有一定的實際意義和應用背景，大量新技術、新器件的使用讓我們認識到電子技術的飛速發展，同時也反映了目前電子技術的先進水平。要培養具有創新能力的科技人才，提高學生專業知識和綜合能力的水平，必須跟上先進電子技術發展的速度，不斷進行電子基礎課程內容的調整和實驗教學內容的更新。

2.1 有利于深化電子類課程內容

隨著電子技術的快速發展，新器件、新技術的不斷涌現，需要不斷更新教學、實驗內容。如軟硬結合的嵌入式系統應用、可編程邏輯芯片等。在2009年競賽的題目中，NEC電子將節能理念引入競賽，這使我們清楚地認識到當今電子技術的飛速發展，進一步顯示出教學改革發展速度的滯后。因此必須深化電子類課程內容，讓學生掌握的電子技術跟得上社會發展的腳步。為提高學生綜合素質和創新能力，對電子類課程內容進行了調整，如在單片機教學內容中，51系列單片機內部資源、外圍擴展作為講授的重點，但是隨著電子技術的發展，許多新型單片機的強大功能與低廉價格，越來越受到使用者的青睞，應用領域非常廣。因此，這就需要更改部分教學內容，讓學生避免在外圍擴展上糾纏。在賽前培訓中舍去學習這部分內容，改用凌陽單片機，由于其內部資源豐富，模塊化的結構易于系列的擴展，其指令結構提供了對高級語言的支持，這可以大大縮短產品的開發時間，讓學生在競賽中提高設計效率。

2.2 促進了實踐教學環節的改革與發展

實踐教學是培養創新人才必不可少的重要環節，針對傳統的教學模式中，多數學生偏重理論知識、動手能力差的情況，本專業依托電子設計競賽，在實驗課中積極推進實踐性教學。如將驗證性實驗貫穿在設計性實驗中、單科性實驗包含在綜合性實驗中，指導學生將理論和實踐結合起來靈活應用，培養學生綜合素質和創新能力，改變以往的教師教什么，學生學什么的傳統模式，從而提高了教學質量，激發了學生的創新欲望。

結合本系實踐教學改革的思路，將賽前培訓模式引入實踐教學。通過借鑒電子設計競賽的特點與組織運行模式，我們舉辦了校電子設計競賽。針對生物醫學工程專業，我們請國內知名的醫療器械公司工程部的設計人員出題和評審，本系教師對報名參賽的學生進行培訓，參賽的學生按照電子設計競賽的模式需要寫出設計論文和實物演示。不僅鍛煉了學生的動手能力，同時為全國電子設計競賽選拔和考核了參賽隊員，也增強了學生在生物醫學工程領域內的實際應用和設計能力，為更多的優秀學生脫穎而出創造了條件。

2.3 提高了指導教師的教學水平和工程實踐能力

本系教師隊伍參加賽前培訓任務，青年教師占有相當大的比重，他們對新技術、新軟件接受快，但缺乏工程實踐經驗。提高實踐能力是高校青年教師克服自身弱點、提高教學水平、實現自我發展的必然途徑。實踐經驗的缺乏，不僅導致科研能力不足，盲目仿效，缺乏獨立工作能力，難以實現學術獨立；而且在教學上內容貧乏，照本宣科，課堂氣氛缺乏活力，難以培養優秀人才。以電子設計競賽為契機，充分調動教師的積極性努力提高青年教師的實踐能力。競賽命題范圍廣，內容新穎，涉及多門課程的綜合應用，難度適中，指導教師在培訓過程中互相學習，共同提高，取長補短，知識和經驗相互滲透和補充使得青年教師業務素質快速提高，能夠在日常的教學和科研中發揮重要的促進作用。

3 培養學生創新能力

培養創新人才是社會發展的需求，更是當前高等教育的首要任務。根據本專業的培養目標和方向，以素質教育為基礎，能力培養為主線，充分發揮電子設計競賽對學生創新能力培養的促進作用，為社會培養優秀的創新型應用人才。

3.1 培養學生團隊合作精神

在當今日益激烈的社會競爭中，團隊合作成為社會經濟發展的一種必然，在校大學生更應該加強“團隊合作”的教育。通過發揮團隊精神不僅可以營造一種工作氛圍，使每個參賽隊員有一種歸屬感，有助于提高團隊成員的積極性和效率，而且有利于產生新穎的創意，激發團隊成員的潛力，完成個人無法獨立完成的事情。電子設計競賽是電子類課程知識和實際應用能力的綜合運用，其知識的廣度和深度、實際動手能力都具有一定的水平和難度。每個參賽小組都由3名學生組成，要在4天時間內完成從題目選擇、技術資料收集、設計創新性論證、電子元器件選購、軟硬件設計、實物制作、調試測試、撰寫設計報告的全過程。對參加競賽的學生來說無疑具有極大的挑戰性，只有密切配合，發揮團隊合作精神才能夠取得成功。而長期以來學校強調的卻是個人學習，強調的是個人能力的培養，缺乏團隊意識的訓練。因此，在平時的培訓過程中需要鍛煉參賽隊員的團隊合作精神。為了加強學生這方面能力的訓練，實施“小組合作學習”的教學方式，不僅可以把團隊的整體目標分割成許多小目標，然后再分配給團隊的成員一起完成，這樣就可以縮短完成大目標的時間而提高效率；而且團隊組成的多元化有助于產生不同的觀點，從而有助于在決策時集思廣益產生最優的方案。

3.2 培養拔尖人才

學院領導十分重視電子設計競賽對學生創新能力的培養，制定了一系列的獎勵政策，如學院對參加全國大學生電子設計競賽獲全國一等獎的學生免試推薦攻讀碩士研究生，對獲得省一等獎以上的學生畢業設計評定為優秀。通過電子設計競賽等科技活動可以開闊視野，激發對新知識的探索欲望，增強學生的自學能力、研究能力、操作能力、組織能力、創造能力。不僅需要學生具備深厚而扎實的基礎知識，了解本專業的最新科學成就和發展趨勢，還要鼓勵學生在實驗課和見習、畢業設計等實踐教學環節中敢于創新、敢于面對困難。

對具有嚴謹的科學思維能力和對事物做出系統、綜合分析與準確判斷能力較強的拔尖人才，在課程設置上適當加大選修課的比例，有助于了解相鄰學科必要的橫向學科知識。在實驗課中增加綜合性實驗，培養其敏銳的觀察力，能夠提高從本源上發現問題的能力。此外，設立大學生科研訓練計劃，積極支持大學生開展課外科研活動，如本專業學生在2009年申請國家自然科學基金兩項，在教師的指導下，自主設計完成了課題，并撰寫、發表了論文，成功地完成了科研任務的同時也充分調動了學生學習的主動性和積極性，不斷提高學生的創新能力。

4 結束語

當今社會的競爭，與其說是人才的競爭，不如說是人的創造力的競爭。大學人才的培養模式必定從“知識型”轉向“知識能力型”，大學生電子設計競賽作為面向大學生的幾項重大賽事之一，對教學改革的促進作用是明顯的，對培養學生的實踐能力，培養創造型的人才，全方位調動學生學習的積極性起到了引導和推進作用。

[1] 王勇.依托大學生電子設計競賽培養學生創新能力[J].中國地質教育，2009，1：145～148

[2] 林建英.電子設計競賽在綜合設計實驗課程建設中的促進作用[J].實驗室科學，2006，4：130～132

[3] 王朝.從大學生電子設計競賽談高校青年教師實踐能力的培養[J].吉林師范大學學報，2008，2：117～119

[4] 石玉軍.參加大學生電子設計競賽的體會[J].河西學院學報，2008，24(2)：124～125

[5] 劉永強.淺析大學生參加電子設計大賽的必要性[J].考試周刊，2008，45：185～186

Research of cultivating modes for students’ creativing capabilities of biomedical engineering major by electronic design contests

Wang Chunlei, Han Lingna
Changzhi medical college, Changzhi, 046000, China

Organizing students of biomedical engineering major to take part in electronic design contest is a new mode of education, which plays a promoting role in cultivating electronic talents and in cultivating students’ quality in biomedical engineering major. In scientif c and technologic competitions, students’ abilities in practicing and creating were greatly exercised. Their consciousness of team work and overcoming diff culties were also increased, meanwhile, the teachers’ practical ability was promoted in biomedical engineering major.

biomedical engineering major; electronic design contests; creativing capabilities

2011-03-15 稿件編號：1103102

王春雷，在讀研究生，助教。